空间数据库体系结构解说.ppt

空间数据库技术 第五章 空间数据库系统的体系结构 5.1 空间数据库系统组成 空间数据库 空间数据库硬件系统 操作系统 数据库管理系统 空间数据库管理系统 空间数据库管理员 用户 一、 空间数据库 从应用性质上，空间数据库分为两类： 基础地理空间数据库 4D MD 专题数据库 4D数据 4D指的是DEM、DOM、DLG、DRG。 数字高程模型（Digital Elevation Model 简称DEM）是在高斯投影平面上规则格网点平面坐标（x,y）及其高程（z）的数据集。Dem的水平间隔可随地貌类型不同而改变。根据不同的高程精度，可分为不同等级产品。 数字正射影像图（Digital Orthophoto Map简称DOM）是利用数字高程模型对扫描处理的数字化的航空相片 / 遥感相片（单色 / 彩色），经逐象元进行纠正，再按影像镶嵌，根据图幅范围剪裁生成的影像数据。一般带有公里格网、图廓内 / 外整饰和注记的平面图。 数字线划地图（Digital Line Graphic简称DLG）是现有地形图上基础地理要素的矢量数据集，且保存要素间空间关系和相关的属性信息。 数字栅格地图（Digital Raster Graphic简称DRG）是纸质地形图的数字化产品。每幅图经扫描、纠正、图幅处理及数据压缩处理后，形成在内容、几何精度和色彩上与地形图保持一致的栅格文件。 二、 空间数据库硬件系统 空间数据的输入输出设备 空间数据处理设备 存储及其他设备 三、 操作系统 操作系统是计算机中运行权限最高的软件。功能有： 硬件管理 进程管理 内存管理 文件管理 保护 外设管理 网络控制软件 四、 数据字典 也叫数据目录，是用于描述数据库中数据的相关信息而形成的数据的集合。是关于数据描述信息的一种特殊的数据库。 五、 空间数据库管理系统 空间数据库系统的核心，是用户与DBMS之间的一层数据管理软件。功能有： 空间数据的定义功能 空间数据的获取与处理 空间数据的运行管理 空间数据的操纵功能 数据处理和空间关系建立 空间数据的检索 数据输出与符号化 数据维护功能 六、 空间数据库管理员 负责全面地管理和控制空间数据库系统。主要职责是： 决定数据库中的信息内容和结构 决定数据库的存储结构和存取策略 定义空间数据的安全性要求和完整性约束策略 监控数据库的使用和运行 数据库的改进和重组 数据访问授权 数据库的日常维护 5.2 数据库系统的体系结构 从数据库管理系统角度看：数据库系统通常采用三级模式结构，这是数据库管理系统内部的系统结构。 从数据库最终用户角度看，数据库系统的结构分为：单用户结构、主从式结构、分布式结构、客户/ 服务器结构（包括二层结构、三层结构和多层结构等），是数据库管理系统外部的系统结构。 5.2 数据库体系结构 5.2.1 数据库的三层抽象层次 5.2.2 两层映射与数据独立性 5.2.1 数据库系统的三级模式结构 1、模式（逻辑模式） 数据库中全体数据的逻辑结构和特征的描述 数据记录由哪些数据项构成 数据项的名字、类型、取值范围 数据之间的联系、数据的完整性等 不涉及数据物理存储的细节和硬件环境 一个数据库只有一个概念模式 概念视图：概念模式的实例 通过模式DDL进行定义 2、外模式（子模式、用户模式） 单个用户所看到的局部数据的逻辑结构和特征的描述 用户与数据库系统的数据接口，对于用户而言，外模式就是数据库 建立在概念模式之上，同一模式上可有多个不同的外模式，因为不同的用户看待数据的方式、对数据的必威体育官网网址等要求不同 外部视图：外模式的实例 3、内模式（存储模式） 数据物理结构和存储方式的描述 记录的存储方式：顺序存储、按B树组织还是散列存储？ 索引按什么方式组织：排序、散列？ 数据是否加密？是否压缩存储？ 不涉及物理块（或页）的大小，也不考虑具体设备的柱面或磁道大小 一个数据库只有一个内模式 内部视图：内模式的实例 5.2.2 数据库的二级映象和数据独立性 二级映象实现三级模式结构间的联系和转换，使用户可以逻辑地处理数据，不必关系数据的底层表示方式和存储方式。 1、外模式/模式映象 定义了外模式与概念模式之间的对应关系 属性名称可能不同 外模式中的属性可能由模式中的多个属性运算而得 当概念模式发生改变时，只要修改外模式/模式映象，可保持外模式不变，从而保持用户应用程序不变，保证了数据与用户程序的逻辑独立性——数据的逻辑独立性 2、模式/内模式映象 定义了概念模式与内模式之间的对应关系 概念模式中的逻辑记录和字段在内部如何表示。 当数据库的内部存储结构发生改变时，只要修改模式/内模式映象，可保持概念模式不变，从而保持外模式以及用户程序的不变，保证了数据与程序的物理独立性——数据的物理独立性 5.3 空间数据库系统的体系结构 一